מהו מצב הפיתוח של טכנולוגיית סוללת ליתיום-יון טיטניום אוקסיד הן מקומי והן בינלאומי?

מאז התיעוש של סוללות ליתיום-יון ב-1991, גרפיט היה החומר הדומיננטי של האלקטרודות השליליות לסוללות.ליתיום טיטנאט, כסוג חדש של חומר אלקטרודה שלילי עבור סוללות ליתיום-יון, זכה לתשומת לב בסוף שנות ה-90 בשל ביצועיו המצוינים.
חומר האלקטרודה "אפס מתח" זה מאריך מאוד את חיי המחזור של סוללות ליתיום טיטנאט.לליתיום טיטנאט תעלת דיפוזיה תלת מימדית ייחודית של יוני ליתיום עם מבנה ספינל, שיש לה יתרונות כמו מאפייני כוח מצוינים וביצועים מצוינים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה.Compared with carbon negative electrode materials, lithium titanate has a higher potential (1.55V higher than metallic lithium), which results in the solid-liquid layer usually grown on the surface of the electrolyte and carbon negative electrode not forming on the surface of lithium titanate .
חשוב מכך, קשה לליתיום דנדריטים להיווצר על פני השטח של ליתיום טיטנאט בטווח המתח של שימוש רגיל בסוללה.זה מבטל במידה רבה את האפשרות לקצר חשמלי הנוצר על ידי דנדריטים ליתיום בתוך הסוללה.אז הבטיחות של סוללות ליתיום-יון עם ליתיום טיטנאט כאלקטרודה השלילית היא כיום הגבוהה ביותר מבין כל סוגי סוללות הליתיום-יון שהכותב ראה.
Most industry insiders have heard that the lithium battery cycle life of lithium titanate replacing graphite as the negative electrode material can reach tens of thousands of times, far higher than the common traditional lithium-ion batteries, and it will die after only a few thousand cycles .
בשל העובדה שרוב אנשי המקצוע המקצועיים של סוללות ליתיום-יון מעולם לא התחילו באמת לייצר מוצרי סוללות ליתיום טיטנאט, או שייצרו אותם רק פעמים ספורות והגיעו בחופזה כאשר נתקלו בקשיים.אז הם לא יכלו להירגע ולחשוב היטב מדוע רוב סוללות הליתיום-יון המסורתיות עשויות בצורה מושלמת יכולות להשלים תוחלת חיים של 1000-2000 מחזורי טעינה ופריקה בלבד?
Battery.jpg
האם הסיבה הבסיסית לחיי המחזור הקצרים של סוללות ליתיום-יון מסורתיות נובעת מאחד המרכיבים הבסיסיים שלה - הנטל המביך של אלקטרודה שלילית גרפיט?ברגע שהאלקטרודה השלילית הגרפיטית מוחלפת באלקטרודה שלילית מסוג ליתיום טיטנאט מסוג ספינל, המערכת הכימית של סוללת ליתיום-יון זהה ביסודה, יכולה לעבור עשרות אלפי או אפילו מאות אלפי פעמים.
בנוסף, כאשר אנשים רבים מדברים על צפיפות האנרגיה הנמוכה של סוללות ליתיום טיטנאט, הם מתעלמים מעובדה פשוטה אך חשובה: חיי מחזור ארוכים במיוחד, בטיחות יוצאת דופן, מאפייני כוח מצוינים וחסכון טוב של סוללות ליתיום טיטנאט.מאפיינים אלה יהוו אבן יסוד חשובה לתעשיית אחסון אנרגיה ליתיום-יון בקנה מידה גדול.
בעשור האחרון לערך, המחקר על טכנולוגיית סוללת ליתיום טיטנאט פורחת הן בארץ והן בעולם.ניתן לחלק את השרשרת התעשייתית שלה להכנת חומרי ליתיום טיטנאט, ייצור סוללות ליתיום טיטנאט, אינטגרציה של מערכות סוללות ליתיום טיטנאט, ויישומיהן בשוקי הרכב החשמלי ואגירת האנרגיה.
1. חומר ליתיום טיטנאט